内容正文:
第三章 烃的衍生物
第三节 醛 酮
要点 1 醛的组成和物理性质
1.醛的概念及通式
(1)定义:由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式为,简写为—CHO
(2)通式:饱和一元醛的通式为CnH2nO或CnH2n+1CHO
2.乙醛的分子组成与结构
分子式
电子式
结构式
结构简式
比例模型
空间填充模型
官能团
C2H4O
CH3CHO或
—CHO或
3.乙醛的物理性质:乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥发,易燃烧,能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶
要点 2 乙醛的化学性质
1.加成反应
(1)催化加氢(又称为还原反应):乙醛蒸气和氢气的混合气通过热的镍催化剂,乙醛与氢气即发生催化加氢反应,得到乙醇
(还原反应)
(2)与HCN加成
①化学方程式:
②反应原理:
醛基与极性分子加成时,基团连接方法:在醛基的碳氧双键中,由于氧原子的电负性较大,碳氧双键中的电子偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,碳原子带部分正电荷(如图所示),从而使醛基具有较强的极性。醛基与极性分子加成时,极性分子中带正电荷的原子或原子团连接在醛基的氧原子上,带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上
2.氧化反应
(1)乙醛与银氨溶液的反应(银镜反应):常用来定性或定量检验醛基及醛基的个数
实验过程
在洁净加入1 mL 2% AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水,使最初产生的沉淀溶解,制得银氨溶液。再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热。观察实验现象
实验操作
实验现象
向A中滴加氨水,现象是:先产生白色沉淀后变澄清
加入乙醛,水浴中温热一段时间后,现象是:试管内壁出现一层光亮的银镜
实验结论
化合态的银被还原,乙醛被氧化,乙醛(醛基:—CHO),具有还原性,能够被弱氧化剂(银氨溶液)氧化
有关反应的化学方程式
A中:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓(白色)+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O
C中:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
(2)乙醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应 (该试剂称为“斐林试剂”)
实验过程
在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液,加入5滴 5%CuSO4溶液,得到新制Cu(OH)2,振荡后加入0.5 mL 乙醛溶液,加热。观察实验现象
实验操作
实验现象
A中溶液出现蓝色絮状沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,C中溶液有红色沉淀产生
实验结论
在加热的条件下,乙醛与新制氢氧化铜发生化学反应,乙醛—CHO),具有还原性,能够被弱氧化剂[Cu(OH)2]氧化
有关反应的化学方程式
A中:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
C中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
(3)可燃性
乙醛燃烧的化学方程式:2CH3CHO+5O24CO2+4H2O
(4)催化氧化:乙醛在一定温度和催化剂作用下,能被氧气氧化为乙酸
乙醛催化氧化的化学方程式:
(5)乙醛也能被强氧化剂(酸性高锰酸钾溶液、溴水)氧化成乙酸:CH3CHOCH3COOH
使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机物(注:“√”代表能褪色,“×”代表不能褪色)
官能团
试剂
碳碳双键
碳碳三键
苯的同系物
醇
酚
醛
溴水
√
√
×
×
√
√
酸性KMnO4溶液
√
√
√
√
√
√
要点 3 醛的结构与性质
1.醛的分类
2.物理性质:醛基为亲水基团,低级醛分子极性较强,有刺激性气味,常温下除甲醛外均为液体,醛的沸点比相对分子质量相当的烷烃的高,比相应的醇的低。随碳原子数目增多,熔沸点逐渐升高,水溶性逐渐降低
3.醛的化学性质 (与乙醛化学性质相似:Ni催化下加热还原成相应的醇;易氧化成对应的羧酸)
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为:
(1)醛被H2还原成醇:R—CHO+H2R—CH2OH
丙醛与H2加成
CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH
苯甲醛与H2加成
C6H5—CHO+H2C6H5—CH2OH
丙二醛与H2加成
OHCCH2CHO+2H2HOCH2CH2CH2OH
(2)醛的氧化反应
① 催化氧化:2R—CHO+O22R—COOH
丙醛与O2反应
2CH3CH2CHO+O22CH3CH2COOH
苯甲醛与O2反应
2C6H5—CHO+O22C6H5—COOH
丙二醛与O2反应
OHCCH2CHO+O2HOOCCH2COOH
② 被银氨溶液氧化:R—CHO+2Ag(NH3)2OHR—COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
丙醛与银氨溶液反应
CH3CH2CHO+2Ag(NH3)2OHCH3CH2COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
苯甲醛与银氨溶液反应
C6H5—CHO+2Ag(NH3)2OHC6H5—COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
丙二醛与银氨溶液反应
OHCCH2CHO+4Ag(NH3)2OHNH4OOCCH2COONH4+4Ag↓+6NH3+2H2O
③被新制氢氧化铜氧化:R—CHO+2Cu(OH)2+NaOHR—COONa+Cu2O↓+3H2O
丙醛与新制氢氧化铜反应
CH3CH2CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3CH2COONa+Cu2O↓+3H2O
苯甲醛与新制氢氧化铜反应
C6H5—CHO+2Cu(OH)2+NaOHC6H5—COONa+Cu2O↓+3H2O
丙二醛与新制氢氧化铜反应
OHCCH2CHO+4Cu(OH)2+2NaOHNaOOCCH2COONa+2Cu2O↓+6H2O
要点 4 常见的醛和醛的命名
1.常见的醛
(1)甲醛
①甲醛的的分子组成和结构
分子式
结构式
结构简式
结构特征
空间构型
CH2O
HCHO
相当于含有两个醛基
平面三角形
②物理性质:又名蚁醛,通常状况下是一种无色有强烈刺激性气味的气体,易溶于水。它的水溶液又称福尔马林,具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本
④化学性质:具有醛类通性
a.能与H2发生加成反应:HCHO+H2 CH3OH
b.具有还原性:甲醛是醛类中不含烃基的醛,其结构相当于含有两个醛基,故1 mol CH2O与足量的银氨溶液反应,可以生成4 mol Ag
发生银镜反应化学方程式:HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2 H2O
与新制Cu(OH)2悬浊液反应化学方程式:HCHO+4Cu(OH)2+2NaOHNa2CO3+2Cu2O↓+6H2O
⑤用途
a.重要的有机原料,应用于塑料工业(如制酚醛树脂),合成纤维工业、制氯霉素、香料、染料的原料
b.甲醛的水溶液具有杀菌和防腐能力,稀释的福尔马林用来浸制生物标本
(2)苯甲醛
苯甲醛是最简单的芳香醛,俗称苦杏仁油,是一种有苦杏仁气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料
2.醛的命名
(1)选主链,称某醛:选择含有醛基在内的最长碳链作为主链,根据主链的碳的数目命名为“某醛”
(2)编号位,定支链:主链编号时要从醛基上的碳原子开始
(3)标位置,写名称:取代基位次——取代基名称——某醛。名称中不必对醛基定位,因醛基必然在其主链的边端
命名为:3—甲基丁醛
要点 5 酮的结构与性质
1.酮的概念和结构特点
(1)定义:羰基与两个烃基相连成的化合物。酮类官能团的结构简式为
(2)表示方法:(R、R1必须为烃基);饱和一元酮的通式为CnH2nO(n≥3)
2.丙酮
(1)丙酮是最简单的酮类化合物,结构简式为:
(2)丙酮的物理性质:丙酮()是无色透明的液体,沸点56.2 ℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶。能溶解多种有机化合物,是一种重要的有机溶剂和化工原料,还用于生产有机玻璃、农药和涂料等。
(3)丙酮的化学性质:
①加成反应:在催化剂存在的条件下,丙酮可与H2发生加成反应。
+H2CH3CH(OH)CH3;
+HCN
②氧化反应:丙酮能燃烧,被氧气氧化,但不能被银氨溶液、新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。
(4)用途:重要的有机溶剂、化工原料。
命题点 1 醛的结构与物理性质
典例1(25-26高二下·全国·课前预习)下列有关说法正确的是
A.醛一定含醛基,含有醛基的物质一定是醛 B.丙醛只有丙酮一种同分异构体
C.醛类物质在常温常压下都为液体或固体 D.醛类物质在一定条件下可与发生还原反应
【答案】D
【解析】A.醛的定义要求含有醛基(),因此醛一定含醛基正确;但含有醛基的物质不一定是醛,例如甲酸()含有醛基,但属于羧酸,A错误;
B.丙醛(分子式)的同分异构体包括丙酮(),还有环氧丙烷等其他同分异构体,不止一种,B错误;
C.醛类物质中,甲醛()在常温常压下为气体,并非所有醛类都是液体或固体,C错误;
D.醛类物质含不饱和碳氧双键,一定条件下可与发生加成反应,有机物加氢的反应属于还原反应,因此D正确;
故选D。
变式1(24-25高一下·广西贺州·期末)甲醛的水溶液常用于种子的杀菌消毒和标本的防腐。下列说法正确的是
A.常温下,甲醛为液体 B.甲醛溶液可用于浸泡食品
C.甲醛与乙醛互为同系物 D.甲醛不能发生氧化反应
【答案】C
【详解】A.甲醛的沸点为-19.5℃,常温下为气体,A错误;
B.甲醛有毒,不可用于食品防腐,B错误;
C.甲醛(HCHO)和乙醛(CH3CHO)均含一个醛基,结构相似,且分子式相差一个CH2基团,互为同系物,C正确;
D.甲醛含醛基,可被氧化为甲酸或二氧化碳,D错误;
故选C。
变式2(24-25高二下·北京石景山·期末)下列化学用语或图示不正确的是
A.甲醛分子的空间结构模型: B.乙烯的官能团:
C.HClO的结构式: D. 键电子云轮廓图:
【答案】C
【详解】A.甲醛分子中原子半径碳大于氧大于氢,空间结构模型正确,A正确;
B.乙烯的官能团为碳碳双键,B正确;
C.HClO的结构式:,C错误;
D.p-pσ键,原子轨道头碰头方式重叠,电子云轮廓图为,D正确;
故选C。
命题点 2 乙醛的化学性质
典例1(24-25高二下·辽宁丹东·期末)乙醛与氢氰酸(HCN)能发生加成反应,生成2-羟基丙腈,历程如下:
下列说法正确的是
A.丙酮不能与HCN发生符合上述机理的加成反应
B.因氧的电负性较大,醛基中的碳原子带部分正电荷,与作用
C.比更易与HCN发生加成反应
D.2-羟基丙腈可被氧化为
【答案】B
【详解】A.根据反应机理可知,丙酮能与HCN发生符合上述机理的加成反应,生成2-甲基-2-羟基丙腈,故A错误;
B.因氧的电负性较大,醛基中的碳原子带部分正电荷,与带负电的CN-作用,故B正确;
C.电负性:F>H,CF3CHO中,醛基中的碳原子带更多的正电荷,CF3CHO比乙醛更易与HCN发生加成反应,故C错误;
D.2-羟基丙腈与H2发生加成反应,可被还原为,故D错误;
故选:B。
变式1(24-25高二下·吉林·期末)桂皮中的肉桂醛()是一种食用香料,一种合成路线如下:
下列说法错误的是
A.实验室制取时可选用硫酸铜溶液除去具有臭味的气体杂质
B.M发生银镜反应的化学方程式:
C.肉桂醛中存在1个手性碳原子
D.肉桂醛分子中含有碳碳双键,存在顺反异构体
【答案】C
【详解】A.M和苯甲醛反应生成肉桂醛,由肉桂醛的结构简式逆推,可知M是乙醛。实验室用电石和水反应制取时可用溶液除去气体杂质,A正确;
B.M是乙醛,乙醛能发生银镜反应生成乙酸铵、银、氨气和水,反应的方程式为,B正确;
C.肉桂醛中不存在手性碳原子,C错误;
D.肉桂醛分子中含有碳碳双键,由于碳碳双键上的两个碳原子都连接了不同的原子和原子团,故肉桂醛分子存在顺反异构体,D正确;
故答案选C。
变式2(23-24高二下·浙江丽水·期末)乙醛发生反应的原因和下列描述无关的是
A.氧原子电负性强 B.乙醛能发生加成反应
C.a-C上的H受羰基吸电子影响变得活泼 D.碳氧双键中碳原子带部分正电荷
【答案】B
【详解】A.乙醛分子中由于氧的电负性强使得醛分子中与醛基直接相连的碳原子上的氢原子受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性,在一定条件下能发生羟醛缩合反应,A正确;
B.乙醛能发生加成反应是因为含有不饱和的碳氧双键,能够与氢气等发生加成反应,与发生羟醛缩合的机理不同,B错误;
C.醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(α—H)受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性,所以分子中含有α—H的醛能够发生羟醛缩合反应,C正确;
D.由于氧的电负性大于碳,碳氧双键中碳原子带部分正电,使得羰基有较强的极性,与醛基直接相连的碳原子上的氢原子受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性,在一定条件下能发生羟醛缩合反应,D正确;
故选B。
命题点 3 醛的化学性质
典例1(25-26高二下·全国·课前预习) 丙烯醛的结构简式为。下列关于它的性质的叙述中错误的是
A.能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.在一定条件下与充分反应,生成1-丙醇
C.能发生银镜反应,且反应过程中表现出氧化性
D.在一定条件下能被空气中的氧气氧化
【答案】C
【解析】A.丙烯醛()分子中含有碳碳双键和醛基两种官能团。碳碳双键使其能与溴水加成、被酸性高锰酸钾氧化,从而使溶液均褪色,A正确;
B.丙烯醛()与H2充分加成时,双键和醛基均被还原,生成1-丙醇,B正确;
C.丙烯醛()中醛基能发生银镜反应,但在此反应中醛基作为还原剂被氧化,表现还原性,而非氧化性,C错误;
D.丙烯醛()分子中含有碳碳双键和醛基两种官能团,醛基易被氧化,在空气中可被氧气氧化,D正确;
故选C。
变式1(24-25高二下·广东·期中) 甲醛()和乙醛()均属于醛类,在稀溶液中可发生如下反应(代表烷烃基或氢原子)。下列相关说法不正确的是
A.甲醛自身可发生图示反应 B.上述过程涉及加成反应
C.物质M一定条件下可生成聚合物 D.乙醛中加入稀溶液可得到
【答案】A
【解析】A.甲醛分子无结构,不能发生图示反应,A错误;
B.反应①属于加成反应,反应②属于消去反应,B正确;
C.物质M含碳碳双键,可发生加聚反应得到聚合物,C正确;
D.乙醛经历图示反应①和②后生成,D正确;
故选A。
变式2 (24-25高二下·河北沧州·期末)柠檬醛(结构简式如图所示)是一种具有柠檬香味的有机化合物,广泛存在于香精油中,是食品工业中重要的调味品,且可用于合成维生素A.
下列关于柠檬醛的说法错误的是
A.可使用溴的四氯化碳溶液检验该物质中的碳碳双键 B.不存在顺反异构现象
C.能与新制的悬浊液反应 D.能使酸性溶液褪色
【答案】B
【解析】A.柠檬醛分子中存在碳碳双键和醛基,碳碳双键能与溴发生加成反应,醛基和溴的四氯化碳不反应,则可使用溴的四氯化碳溶液检验该物质中的碳碳双键,A正确;
B.如图所示,柠檬醛分子中含有两个碳碳双键,其中左侧碳碳双键的同一个碳原子连接了两个相同的甲基,右侧碳碳双键的碳原子均连接了不同的原子或原子团,所以柠檬醛存在顺反异构现象,B错误;
C.柠檬醛分子中存在醛基,则能与新制的悬浊液反应,C正确;
D.柠檬醛分子中存在碳碳双键和醛基,都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使酸性溶液褪色,D正确;
故选B。
命题点 4 醛的相关计算
典例1(23-24高二上·四川成都·期末)仿瓷餐具质轻美观,不易破碎,其主要成分蜜胺树脂是由三聚氰胺与甲醛在一定条件下缩聚得到的网状结构的聚合物,单体合成原理如下:
已知:三聚氰胺具有与苯环相似的结构。
下列说法正确的是
A.三聚氰胺属于芳香族化合物
B.甲醛分子的空间结构呈三角锥形
C.1mol甲醛发生银镜反应最多生成2molAg
D.三聚氰胺的沸点低于蜜胺树脂单体的沸点
【答案】D
【详解】A.三聚氰胺不含有苯环,不属于芳香族化合物,故A错误;
B.甲醛分子的空间结构呈平面三角形,故B错误;
C.甲醛相当于有两个醛基,1mol甲醛发生银镜反应最多生成4mol Ag,故C错误;
D.三聚氰胺的相对分子质量比蜜胺树脂单体的相对分子质量小,故三聚氰胺的沸点低于蜜胺树脂单体的沸点,故D正确;
故选D。
变式1(25-26高二下·全国·课前预习)某混合物里有一种饱和一元醇和一种饱和一元醛共6 g,其和足量银氨溶液反应后,还原出32.4 g银,下列说法正确的是
A.混合物中的醛一定不含甲醛 B.混合物中的醇只能是乙醇
C.混合物中醇与醛的质量之比为5:3 D.混合物中醇与醛的质量之比为1:3
【答案】C
【分析】银的物质的量为,饱和一元醛中,1mol甲醛(HCHO)与银氨溶液反应可生成4 mol Ag,而其他1mol醛生成2 mol Ag。
假设醛不是甲醛,则醛的物质的量为 。除甲醛外,分子量最小的饱和一元醛为乙醛(),则醛的质量至少为 ,该质量已大于混合物总质量,故假设不成立,该醛必为甲醛;甲醛物质的量为,质量为0.075 mol × 30 g/mol = 2.25 g,醇的质量为6 g - 2.25 g = 3.75 g,醇与醛的质量比为3.75 : 2.25 = 5 : 3,醇的分子式不唯一,可以是多种饱和一元醇(如甲醇、乙醇等);
【详解】A.由分析,醛一定是甲醛,A错误;
B.不确定混合物中的醇只能是乙醇,B错误;
C.由分析,混合物中醇与醛的质量之比为5:3,C正确;
D.由分析,混合物中醇与醛的质量之比为5:3,D错误;
故选C。
变式2 (2024·湖南衡阳·模拟预测)一种新型可降解单体的合成方式如下:
下列说法正确的是
A.1mol B最多可以与3mol H2反应
B.C可与FeCl3溶液发生显色反应
C.B中含有两种官能团
D.1mol C生成的同时产生1mol H2O
【答案】B
【详解】A.B中含有一个醛基和一个苯环,1mol B最多可以与4mol H2反应,A错误;
B.C中含有酚羟基,因此可与FeCl3溶液发生显色反应;B正确;
C.由B的结构简式可知,其中含有醛基、酚羟基、醚键共三种官能团,C错误;
D.由图可知,1个A和2个B先发生加成反应,再发生取代反应生成C,结合原子守恒可知,同时有2个H2O生成,则1mol C生成的同时产生2mol H2O,D错误;
故选B。
命题点 5 醛基的检验
典例1(25-26高二下·浙江台州·期中)根据实验操作及现象,下列结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
乙炔被高锰酸钾氧化,发生了氧化反应
B
在试管中加入2 mL10%溶液,滴加5滴5%溶液,振荡后加入0.5 mL乙醛溶液,加热,出现砖红色沉淀
乙醛分子中含有醛基,具有还原性
C
将等体积苯和己烯分别加入两份等体积等浓度的溴水中,振荡后均出现分层,且橙红色均在上层
苯与己烯均不溶于水,且密度均小于水
D
将卤代烃与NaOH水溶液共热后,滴加溶液,产生浅黄色沉淀
该卤代烃中含有溴原子
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中混有、等还原性杂质,也可使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明乙炔被氧化,A错误;
B.新制氢氧化铜的制备需在强碱性环境下进行,该实验中过量,可配制得到新制氢氧化铜,与乙醛共热生成砖红色沉淀,说明乙醛含醛基、具有还原性,B正确;
C.己烯含有碳碳双键,会与溴发生加成反应,加入溴水振荡后橙红色会褪去,不会出现上层仍为橙红色的现象,C错误;
D.卤代烃水解后溶液呈碱性,会与反应生成沉淀干扰卤离子检验,应先加稀硝酸酸化后再加溶液,故无法证明卤代烃含溴原子,D错误;
故选B。
变式1(2026·陕西西安·模拟预测)下列实验仪器的选择或操作均正确的是
A.验证金属锌保护铁 B.制备
C.制备晶体 D.配制检验醛基的悬浊液
【答案】C
【详解】 A.理想情况:锌作负极被氧化,铁作正极被保护,不会产生,滴入铁氰化钾溶液就不会出现蓝色沉淀;但图中 Fe 电极直接与酸化的 NaCl 溶液接触,Fe 电极本身可能会与溶液中的氢离子反应产生而干扰实验,A错误;
B.MnO2和浓盐酸反应制取Cl2需要加热才能发生,该装置缺少加热仪器,无法反应得到氯气,B错误;
C.在乙醇中溶解度较小,向其溶液中加入乙醇可降低溶解度,促使晶体析出,操作合理,C正确;
D.检验醛基的新制Cu(OH)2悬浊液需要碱性环境,要求NaOH过量,该操作中CuSO4过量,NaOH量严重不足,无法得到符合要求的悬浊液,D错误;
故选C。
变式2(24-25高二下·山东滨州·期末)下列实验操作或装置能达到目的的是
A.制备用于检验醛基的悬浊液
B.除去甲烷中的乙烯
C.制备溴苯并验证有产生
D.制备乙炔并验证其性质
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.检验醛基的悬浊液制备方法:在试管中加入2 mL 10% NaOH溶液,滴入5滴2\% CuSO4溶液 ,保证NaOH过量,制得的悬浊液可用于检验醛基(加热条件下反应) ,A正确;
B.乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化二氧化碳气体,引入新的杂质,应用溴水除去CH4中的C2H4,B错误;
C.苯与液溴反应时放热,溴易挥发,也能与硝酸银溶液生成沉淀,干扰HBr的检验,C错误;
D.电石与水生成乙炔中含硫化氢等杂质,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,应先除去再检验乙炔,D错误;
故选A。
命题点 6 酮类的结构与性质
典例1(2025·江苏南京·模拟预测)在微波作用下物质Z可通过下列反应合成。下列说法正确的是
A.X分子中σ键、π键的数目比9:1
B.1 mol Y最多能与6 molH2发生加成反应
C.Z分子中所有C原子可能共平面
D.Z分子中羟基在Cu催化下能被O2氧化为酮羰基
【答案】A
【详解】A.由结构简式可知,X分子中单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则分子中σ键、π键的数目比9:1,A正确;
B.由结构简式可知,Y分子含有的苯环和酮羰基一定条件下能与氢气发生加成反应,所以1 mol Y最多能与8 mol氢气发生加成反应,B错误;
C.由结构简式可知,Z分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子、其中,与羟基相连的碳原子还与其它3个碳原子相连接,则分子中所有碳原子不能共平面,C错误;
D.由结构简式可知,Z分子中羟基连在的碳原子上没有氢原子相连,不能发生催化氧化反应,D错误;
故选A。
变式1(2026·浙江宁波·二模)有机物M在碱性条件下可发生的反应如图所示。下列说法不正确的是
A.M分子中所有碳原子不可能共面
B.N可与形成分子间氢键
C.1 mol M最多与2 mol 发生加成反应
D.可用红外光谱法区分M与N
【答案】C
【详解】A.M分子中存在饱和杂化碳原子,饱和碳为四面体结构,因此所有碳原子不可能共面,A正确;
B.N分子中含有电负性大、带有孤对电子的羰基氧,可与水分子的H形成分子间氢键,B正确;
C.M分子中含1个碳碳双键、2个酮羰基,因此最多可与发生加成反应,C错误;
D.红外光谱可以区分不同的官能团/化学键,M含2个羰基,N仅含1个羰基,官能团不同,红外光谱吸收峰不同,可以区分,D正确;
故选C。
变式2(25-26高二下·全国·课后作业)有机物R和Q的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A.R不能发生加成反应
B.R不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.R与Q互为同分异构体
D.R和Q均不能发生氧化反应
【答案】C
【详解】A.R结构中含有羰基、碳碳双键,能与氢气发生加成反应,A错误;
B.R结构中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.R与Q的分子式均为,分子式相同,结构不同,两者互为同分异构体,C正确;
D.R和Q均能燃烧,发生氧化反应,D错误;
故选C。
点拨 1 醛的定义易错点
1. 醛基()可简写为—CHO,但不能写成—COH。
2. 醛中一定含有醛基,但含有的物质不一定是醛,如(甲酸)、(甲酸甲酯)分别属于羧酸和酯。
点拨 2 银镜反应的注意点
1. 试管要洁净,否则单质银不易附着在试管内壁上,会生成黑色的银沉淀而得不到光亮的银镜。洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗,再用水洗;
2. 银氨溶液必须现用现配,不可久置,否则会生成易爆物质;
3. 配制银氨溶液时,氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液,且须将氨水逐滴加入硝酸银溶液中(顺序不能颠倒),直到最初生成的沉淀恰好溶解为止,氨水不能过量,否则也会生成易爆物质;
4. 银镜反应的条件是水浴加热,不能直接加热,加热时不可振荡或摇动试管,以防生成黑色的银而不能在试管内壁形成光亮的银镜;
5. 实验结束后,试管内壁附着的银镜,可用稀硝酸浸泡,待银溶解后再用蒸馏水洗涤干净。
6. 水浴加热的优点:一是受热均匀,二是温度较恒定,三是受热液体能处于不翻滚状态(这是银镜反应所必需的)。如果加热的温度高于100℃,可以用油浴加热、沙浴加热,如生活中在铁锅中炒花生常用的就是沙浴加热。
7. 银镜反应不用AgNO3,而用[Ag(NH3)2]OH作氧化剂的原因一个原因是在碱性条件下醛的还原性增强,使反应更易进行[用Cu(OH)2与醛反应而不用CuSO4与醛直接反应,也是这个道理];另一个原因是将AgNO3制成[Ag(NH3)2]OH后,银主要以配离子[Ag(NH3)2]+的形式存在,自由移动的Ag+浓度减小,使单质Ag+不至于快速沉积,这样生成的银镜才能均匀、致密。
点拨 3 醛与新制氢氧化铜反应注意点
1. Cu(OH)2必须是新制的。
2. 制取Cu(OH)2时,NaOH溶液一定要过量,保证所得溶液呈碱性。
3. 反应必须加热,但加热时间不宜过长,避免Cu(OH)2分解。
4. 醛基的检验:能与银氨溶液发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀的物质含有醛基(—CHO),但不一定属于醛,如甲酸、甲酸甲酯等物质。
点拨 4 有机氧化还原反应判断方法
1. 氧化反应:有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应,即加氧去氢
2. 还原反应:有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应,即加氢去氧,所有有机物与H2的加成反应也是还原反应
点拨 5 醛与酮的区别与联系
醛
酮
官能团
醛基:
酮羰基:
官能团位置
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
结构通式
(R为烃基或氢原子)
(R、R′均为烃基)
联系
碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体
点拨 6 酮的氧化反应注意点
酮一般不易被氧化,但遇到强氧化剂(如酸性KMnO4溶液、硝酸等)时,则可被氧化,碳链发生断裂。断裂的位置在羰基与α-C之间,由于羰基两端的化学键都有可能断裂,因此产物往往是多种羧酸的混合物。如:
◆能力强化练
1.研究人员利用分子筛封装金催化剂来制备丙,原理如图。下列叙述错误的是
A.丙中碳原子有2种杂化方式 B.甲能发生加成反应和氧化反应
C.用银氨溶液可以区分甲、丙 D.乙中氢键强度大于范德华力
【答案】C
【详解】A.丙中双键碳(碳碳双键的端位碳、醛基的碳原子)均为杂化,链中两个饱和亚甲基的碳原子为杂化,共2种杂化方式,A正确;
B.甲中含有碳碳双键和醛基,二者都可以与氢气发生加成反应;碳碳双键可被氧化、醛基也可被氧化,还可燃烧,因此能发生氧化反应,B正确;
C.甲和丙分子中都含有醛基(-CHO),都能与银氨溶液在加热条件下发生银镜反应,因此无法用银氨溶液区分二者,C错误;
D.乙是乙醇,分子间同时存在氢键和范德华力,氢键属于较强的分子间作用力,强度大于范德华力,D正确;
故答案选C。
2.有机物M在碱性条件下可发生的反应如图所示。下列说法不正确的是
A.M分子中所有碳原子不可能共平面 B.M分子自身可以发生羟醛缩合反应
C.N能与形成分子间氢键 D.1 mol N最多与发生加成反应
【答案】D
【详解】A.M分子中存在饱和sp3杂化的碳原子,饱和碳为四面体结构,因此所有碳原子不可能共面,A正确;
B.M分子中含有酮羰基且其α-碳上有氢原子,在碱性条件下可以发生羟醛缩合反应,B正确;
C.与电负性较大的N、O、F原子结合的H原子与其他N、O、F原子之间能够形成氢键,N分子中含有电负性大、带有孤对电子的羰基氧,可与水分子的H形成分子间氢键,C正确;
D.分析N分子中的不饱和键:六元环上的碳碳双键:可与加成;五元环上的碳碳双键:可与加成;五元环上的羰基(C=O):可与加成(还原为羟基)。因此,1 mol N最多可与发生加成反应,而非2 mol,D错误;
因此答案选D。
3.海南暗罗是一种药用植物,具有抗菌、抗肿瘤活性。从中提取的一种生物活性物质结构简式如图所示。下列关于该分子说法不正确的是
A.分子式为C20H28O4
B.含有4个手性碳原子
C.分子内所有原子可能在同一平面上
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【详解】A.结合结构简式,该物质的分子式为,A正确;
B.该分子中有手性碳如图,共有4个手性碳原子,B正确;
C.分子中含有多个甲基和亚甲基,不可能所有原子共平面,C错误;
D.该分子中的碳碳双键具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故答案选C。
4.物质的微观结构决定其宏观性质,丙酮()是一种常见的有机溶剂。下列说法不正确的是
A.丙酮的电子式为
B.丙酮分子中所有原子均在同一平面
C.核磁共振氢谱只有1组峰
D.丙酮可以和HCN发生加成反应
【答案】B
【详解】
A.丙酮()中羰基C与O之间为双键,其余为单键,电子式为,A正确;
B.丙酮分子中,两个甲基()为四面体结构,所有原子不可能在同一平面,B错误;
C.丙酮分子中两个甲基上的6个H原子化学环境完全相同,因此核磁共振氢谱只有1组峰,C正确;
D.丙酮含有羰基(),可以和发生加成反应生成CH3C(CN)OHCH3,D正确;
故答案选B。
5.下列各组物质或元素的鉴定方法中,错误的是
A.乙醛和环己烯():酸性高锰酸钾溶液
B.某未知物质中所含元素:原子光谱分析
C.金刚石和玻璃:X射线衍射实验
D.苯和苯酚:溶液
【答案】A
【详解】
A.乙醛含醛基,环己烯()含碳碳双键,均具有还原性,都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液无法鉴别二者,可将二者分别加入新制的氢氧化铜悬浊液中并加热,能产生砖红色沉淀的为乙醛,从而可以鉴定,A错误;
B.原子光谱主要用于测定物质的元素组成,通过原子光谱分析可鉴定未知物质中所含元素,B正确;
C.金刚石属于晶体,而玻璃属于非晶体,X射线衍射实验可区分晶体和非晶体,C正确;
D.苯酚遇溶液显紫色,而苯无此现象,利用溶液可鉴别苯和苯酚,D正确;
故选A。
6.安息香有开窍祛痰、行气活血、止痛作用,用安息香还可以制备二苯乙二酮,反应如下:
下列有关说法正确的是
A.安息香的分子式为C14H11O2
B.1mol安息香最多与6molH2发生加成反应
C.二苯乙二酮的一氯代物有6种不同结构
D.可以利用金属钠区分安息香及二苯乙二酮
【答案】D
【详解】A.由题干安息香的结构简式可知,安息香的分子式为C14H12O2,A错误;
B.由题干安息香的结构简式可知,分子中苯环和酮羰基均能与H2发生加成反应,故1mol安息香最多与(3×2+1)=7molH2发生加成反应,B错误;
C.由题干二苯乙二酮的结构简式可知,二苯乙二酮的结构高度对称,则其一氯代物有3种不同结构,如图:,C错误;
D.由题干安息香和二苯乙二酮的结构简式可知,前者含有醇羟基,能与金属钠反应产生气泡,而后者只含酮羰基,不能与金属钠反应,故可以利用金属钠区分安息香及二苯乙二酮,D正确;
故答案为:D。
7.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向肉桂醛()中加溴水,振荡,溴水褪色
碳碳双键能被溴水氧化
B
检验甲酸中混有乙醛,取少量试剂,加入氢氧化钠溶液中和甲酸后,加入银氨溶液,加热,有银镜生成
不能说明混有乙醛
C
向溶液中加入乙醇并用玻璃棒摩擦试管内壁,出现深蓝色晶体
增大溶剂极性可以降低的溶解度
D
向苯酚溶液中滴加少量浓溴水,振荡,无白色沉淀
苯酚与浓溴水不反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.肉桂醛()中加溴水,振荡,溴水褪色,碳碳双键能与溴水加成反应而不是被氧化,且醛基也能被溴水氧化,结论错误,A错误;
B.甲酸(HCOOH)分子中含醛基结构,中和后生成的甲酸根在碱性条件下仍可被银氨溶液氧化,产生银镜。因此,实验现象不能证明混有乙醛,结论正确,B正确;
C.向溶液中加入乙醇,乙醇的极性小于水,并用玻璃棒摩擦试管内壁,出现深蓝色晶体,说明降低溶剂的极性可以减小的溶解度,结论错误,C错误;
D.苯酚溶液中滴加少量浓溴水,振荡,无白色沉淀的原因是生成的沉淀溶解于苯酚中,结论错误,D错误;
故选B。
8.二苯乙二酮(,黄色针状晶体,易溶于乙醇和乙醚,不溶于水)常用作紫外线固化树脂的光感剂、印刷油墨组分等。实验室可由苯甲醛(,微溶于水)为原料,先制备二苯羟乙酮(,也称为安息香,白色晶体,不溶于冷水,微溶于热水和乙醚,溶于热的乙醇),再经硝酸氧化制备。回答下列问题:
Ⅰ.二苯羟乙酮(安息香)的制备,实验步骤如下:
步骤1:向如图装置(加热与夹持装置已省略)的100 mL三颈烧瓶中加入1.7 gVB1(催化剂)和3.5 mL水,使其溶解。量取10 mL苯甲醛(密度为1.04 g·mL-1,熔点:-26℃),15 mL95%乙醇(溶剂)加入。边搅拌(磁力搅拌)边滴加3.5 mL3.0 mol·L-1NaOH水溶液,调节溶液pH=9~10;
步骤2:在60~70℃反应回流1.5 h,反应完成后,冷却,有白色晶体析出;
步骤3:抽滤,滤渣用50 mL冷水洗涤后再抽滤,所得粗产品再经重结晶,得到6.0 g二苯羟乙酮纯品。
(1)仪器X的名称为_____,自来水应从_____(填“a”或“b”)通入。
(2)反应时,适宜的加热方式为_____。
(3)抽滤装置如图所示,相对于普通过滤,抽滤的优点是_____(任答一条即可)。
(4)生成二苯羟乙酮的化学方程式为_____,二苯羟乙酮的产率为_____(结果保留三位有效数字)。
(5)久置的苯甲醛中含有苯甲酸,除去苯甲酸的方法是:向苯甲醛中加入5%碳酸氢钠溶液,然后用_____(填仪器名称)分离,弃去上层溶液,可得到苯甲醛。
Ⅱ.二苯乙二酮的制备,实验操作流程如下:
(6)回流时产生的气体是_____(填化学式)。
(7)二苯羟乙酮与二苯乙二酮的红外光谱如图所示,导致两图谱明显差异的最主要因素是_____。
【答案】(1) 球形冷凝管 a
(2)水浴加热
(3)加快过滤速率,使产品更干燥
(4) 2 57.8%
(5)分液漏斗
(6)NO2
(7)二苯羟乙酮中含有羟基,而二苯乙二酮中不含有羟基
【分析】由图可知,该实验的实验目的是利用维生素B1做催化剂条件下苯甲醛碱性条件下发生加成反应生成二苯羟乙酮;再利用反应生成的二苯羟乙酮与浓硝酸在冰醋酸做溶剂的条件下共热反应制备二苯乙二酮。
【详解】(1)由实验装置图可知,仪器X为球形冷凝管,实验时,球形冷凝管起冷凝回流的作用,为增强冷凝效果,自来水应从下口a通入;
(2)由题意可知,制备二苯羟乙酮的反应温度为60~70℃,反应温度低于100℃,则反应时,适宜的加热方式为水浴加热;
(3)相较于普通过滤装置,抽滤能加快过滤速率,且过滤效果更好,使产品更干燥;
(4)
由分析可知,生成二苯羟乙酮的反应为维生素B1做催化剂条件下苯甲醛碱性条件下发生加成反应生成二苯羟乙酮,反应的化学方程式为:2;由题意可知,参与反应的苯甲醛的物质的量为:=0.098 mol,反应生成二苯羟乙酮的质量为6.0 g ,则二苯羟乙酮的产率为:×100%≈57.8%;
(5)由题意可知,苯甲醛微溶于水,则除去苯甲醛中含有苯甲酸的方法是:向苯甲醛中加入5%碳酸氢钠溶液,然后用分液漏斗分离,弃去上层溶液,可得到苯甲醛;
(6)由题意可知,回流发生的反应为二苯羟乙酮与浓硝酸在冰醋酸做溶剂的条件下共热反应制备二苯乙二酮、二氧化氮和水,则回流时产生的气体是NO2;
(7)由结构简式可知,二苯羟乙酮中含有羟基和酮羰基,而二苯乙二酮中不含有羟基,只含有酮羰基,所以二苯羟乙酮与二苯乙二酮的红外光谱的图谱存在明显差异。
9.某兴趣小组通过查阅资料发现如下信息:
ⅰ.乙醛在碱性条件下能发生缩合反应生成有色物质;
ⅱ.溶液的酸碱性可能会影响物质的氧化性或还原性。
在此基础上,他们对醛类物质与新制氢氧化铜的反应展开如下探究:
序号
实验操作
现象
①
取4mL 10% NaOH溶液,加入0.5mL水,振荡后加入40%乙醛溶液0.5mL,加热煮沸
无色溶液逐渐变黄,并变浑浊,加热后得到黄色浊液
②
取4mL 10% NaOH溶液,加入0.5mL 2% 溶液,振荡后加入40%乙醛溶液0.5mL,加热煮沸
加热过程中蓝色浊液依次变为黄色、橙色,最终得到砖红色浊液
③
取4mL水,加入0.5mL 2% 溶液,振荡后加入40%乙醛溶液0.5mL,加热煮沸
蓝色溶液无明显变化
(1)乙醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式为_______。
(2)设计实验①的目的是_______。
(3)甲同学取实验②中少量砖红色浊液,加入适量稀硝酸,振荡后浊液变清,得到蓝色溶液。基于上述现象,甲同学认为“浊液中含有少量单质Cu”。乙同学认为该观点不正确,理由是_______。
(4)与②相比,③中蓝色溶液无变化的可能原因是_______。
(5)丙同学分别将苯甲醛()、苯乙醛()与新制氢氧化铜混合加热,只有后者能产生砖红色沉淀。从基团之间相互影响的角度分析苯甲醛不与新制氢氧化铜反应的可能原因_______。
【答案】(1)
(2)排除乙醛在碱性条件下发生缩合反应生成有色物质对实验②的干扰
(3)也可能被硝酸氧化为,出现“红色固体完全溶解,得蓝色溶液”的现象
(4)③中乙醛的还原性比②中弱;或②中Cu(Ⅱ)在碱性条件下氧化性增强;或②中乙醛缩合反应产物的还原性强于乙醛
(5)苯环对醛基产生影响使得醛基还原性减弱,不与新制氢氧化铜反应
【分析】实验①研究乙醛和NaOH是否生成有色物质,实验②研究乙醛和NaOH、是否生成有色物质,实验③乙醛和是否生成有色物质。
【详解】(1)乙醛与新制氢氧化铜在碱性条件下反应生成乙酸钠、氧化亚铜和水,化学方程式为。
(2)设计实验①的目的是:排除乙醛在碱性条件下发生缩合反应生成有色物质对实验②的干扰。
(3)也可能被硝酸氧化为,出现“红色固体完全溶解,得蓝色溶液”的现象,因此“浊液中不一定含有少量单质Cu”。
(4)③中乙醛的还原性比②中弱(或:②中Cu(Ⅱ)在碱性条件下氧化性增强、②中乙醛缩合反应产物的还原性强于乙醛),导致③中蓝色溶液无变化。
(5)苯环对醛基产生影响使得醛基还原性减弱,使得苯甲醛不与新制氢氧化铜反应。
◆综合拔高练
10.我国科学家最近在光-酶催化合成中获得重大突破,光-酶协同可实现基于三组分反应的有机合成,其中的一个反应如下(反应条件略;代表苯基)。
下列说法不正确的是
A.在、和反应生成的过程中,有键、键断裂与键形成
B.在反应过程中还会生成无机产物
C.主产物及副产物都是由三种反应物按分子数反应生成
D.副产物分子可以形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键
【答案】C
【详解】
A.在1a、2a和3a生成4a的过程中,1a和2a发生加成反应生成,然后再与3a发生取代反应生成主产物4a,有π键、σ键断裂与σ键形成,A正确;
B.与3a发生取代反应生成主产物4a和HBr,B正确;
C.主产物4a是由三种反应物按分子数1:1:1反应生成,副产物5a是1a自身加成生成,C错误;
D.副产物5a分子中含有羟基(-OH)和羰基(C=O);羟基H可与其他分子中羟基O形成分子间氢键;羟基H也可与相邻羰基O形成分子内氢键,D正确;
故选C。
11.化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,合成路线如下:下列说法正确的是
A.Y中的官能团分别是酯基、羰基、碳溴键;Y晶体为分子晶体
B.X、Y、Z可用饱和碳酸氢钠溶液和银氨溶液进行鉴别
C.1 mol Z最多能与3 mol氢气发生加成反应,且产物中含有3个手性碳原子
D.Z在一定条件下能发生加成反应、取代反应等,不能发生还原反应
【答案】B
【详解】A.Y中的官能团分别是酯基、醚键和碳溴键,Y属于有机化合物,分子间通过范德华力结合,属于分子晶体,故A错误;
B.X可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡,Z可以与银氨溶液反应产生银镜,Y无明显现象,故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和银氨溶液进行鉴别,故B正确;
C.Z中1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应,1 mol醛基可以和1 mol H2发生加成反应,故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应且加氢后的产物中有3个手性碳原子,分别是六元环上与、连接的碳原子,故C错误;
D.Z中苯环上的氢能发生取代反应,Z结构中含有的醛基可与发生加成反应,该反应也属于还原反应,故D错误;
因此答案选B。
12.用如图所示装置探究乙醇转化为乙醛的反应。下列说法中正确的是
A.乙醇能与水互溶,乙醛不能与水互溶
B.Ⅲ中铜丝能降低反应的活化能和焓变
C.IV中溶液褪色,说明乙醛发生了氧化反应
D.乙醇转变为乙醛时,所有碳原子杂化方式都改变
【答案】C
【分析】该实验装置用于探究乙醇催化氧化生成乙醛的反应。装置I中浓硫酸干燥氧气,装置II中乙醇挥发与氧气混合,装置III中铜丝作催化剂在加热条件下促进乙醇氧化为乙醛,装置IV中溴水用于检验生成的乙醛,乙醛可使溴水褪色。
【详解】A.乙醇和乙醛均能与水互溶,因为乙醇含羟基、乙醛含醛基,都能与水形成氢键,A错误;
B.铜丝作为催化剂,只能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,焓变由反应物和生成物能量差决定,B错误;
C.IV中溴水褪色,乙醛分子中醛基具有还原性,能被溴水氧化为羧基,溴水被还原而褪色,说明乙醛发生氧化反应,C正确;
D.乙醇中两个碳原子均为sp3杂化;乙醛中甲基碳仍为sp3杂化,醛基碳为sp2杂化,仅一个碳原子杂化方式改变,并非所有,D错误;
故选C。
13.已知醛或酮可与格氏试剂(R'MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:
若用此种方法制取,可选用的醛或酮与格氏试剂是
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】A
【详解】A.丙酮与二者反应后水解生成,A正确;
B.与二者反应后水解生成,B错误;
C.与二者反应后水解生成,C错误;
D.HCHO与二者反应后水解生成,D错误;
故答案为A。
14.分子式为的有机物中,能发生银镜反应的有
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
【答案】C
【详解】根据分子式可知,不饱和度为1,且能发生银镜反应,说明含有醛基,即结构为;丁基有4种结构,则对应4种醛类异构体,分别为、、、,答案选C。
15.抗病毒药物普拉那的部分合成路线如下,下列说法错误的是
A.X的所有原子可能共面
B.受羰基吸电子作用的影响,X→Y为加成反应且有副产物生成
C.Z与足量H2反应后的产物中含有1个手性碳原子
D.X、Y、Z可用银氨溶液和酸性KMnO4溶液进行鉴别
【答案】D
【详解】A.X中有苯基和醛基,均为平面结构,两个平面通过单键相连,单键能旋转,X中所有原子可能共面,A正确;
B.为醛基的加成反应,副产物可能为,B正确;
C.Z与足量H2反应后的产物结构简式为,其中有一个手性碳原子,如图所示,C正确;
D.X含有醛基,银氨溶液可以检验出X,但Y、Z中与苯环相连的碳原子上均有H原子,会被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸,X也能被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸,从而使酸性KMnO4溶液褪色,不能鉴别X、Y、Z,D错误;
故选D。
16.小组对乙醛与新制的反应进行实验探究。
已知:①乙醛在碱性条件下发生反应:
可与进一步反应生成橙红色不溶于水、易溶于乙醇的油状物质。
②无色,黄色。
编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
实验
实验现象
加热后无色溶液变为橙红色乳浊液
加热后蓝色浊液变为棕黑色浊液
加热后蓝色浊液变为橙红色浊液
取实验Ⅲ中的橙红色浊液,进行实验Ⅳ.
下列说法不正确的是
A.实验Ⅲ中橙红色浊液中可能含有
B.实验Ⅳ中紫色溶液褪色能证明实验Ⅲ的产物中有
C.实验Ⅳ中发生了反应:
D.溶液的碱性强弱影响与新制的反应
【答案】B
【分析】实验Ⅰ的现象说明乙醛发生了缩合反应;实验Ⅲ中滴加硫酸铜溶液,形成新制的Cu(OH)2,在强碱性溶液中,乙醛与新制的Cu(OH)2在加热条件下,生成橙红色浊液,说明生成乙醛缩合后的产物,将橙红色浊液加入高锰酸钾,紫色褪去,说明含有还原性物质,橙红色浊液过滤得到橙红色固体,用乙醇洗涤后过滤,得到砖红色固体说明生成了Cu2O,加盐酸,固体溶解得到无色溶液(),逐渐变为黄色,说明生成,则橙红色浊液中存在Cu2O和乙醛缩合后的产物;对照实验Ⅱ和实验Ⅲ,可知溶液的碱性影响实验,据此分析作答;
【详解】
A.根据分析可知,实验Ⅲ中橙红色浊液中可能含有(CH3CH=CHCHO与乙醛继续发生羟醛缩合反应,最终生成多烯醛聚合物,,A正确;
B.实验Ⅳ中紫色溶液褪色有可能是乙醛缩合后的产物或,B错误;
C.根据分析可知,实验Ⅳ中发生了被氧化转化为,反应:,C正确;
D.对照实验Ⅱ和实验Ⅲ,乙醛均过量,实验Ⅲ碱性强于实验Ⅱ,碱性强弱影响与新制的反应,D正确;
故选B。
17.某实验小组探究乙醛与银氨溶液反应产生银镜的条件。
(1)配制银氨溶液:在洁净的试管中加入2mL2%溶液,边振荡边滴加2%氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止,得到银氨溶液。
①在实验室中配制质量分数为2%的溶液,下列仪器不需要用到的是_____(填字母选项)。
A. B. C.D.
②配制银氨溶液的总反应的离子方程式为_____。
(2)探究银镜反应的合适条件:分别取相同体积的试剂a、乙醛溶液,按下表配制系列溶液完成实验,记录相同时间的现象(忽略因加入试剂b所导致的溶液体积差异)。
已知:
实验
试剂a
试剂b
pH
T/℃
现象
ⅰ
银氨溶液
NaOH
10
25
产生银镜
ⅱ
银氨溶液
浓氨水
10
60
无银镜
ⅲ
银氨溶液
/
8
60
产生银镜
ⅳ
溶液
/
<7
60
无银镜
①对比实验ⅰ和ⅲ,说明一定条件下,_____有利于银镜反应发生。
②分析实验ⅱ无银镜产生的原因_____。
③对比实验ⅰ和ⅱ,判断氧化性:_____(填“>”“<”或“=”)。
(3)小组同学进一步探究实验ⅳ不成功的原因。
查阅资料:醛基发生银镜反应可能的机理如图
第②步反应的还原剂为_____,解释实验ⅳ不成功可能的原因_____(写出一条即可)。
【答案】(1) C
(2) 提高溶液的碱性(pH值) 增大,使平衡逆向移动,减小 <
(3) 太小,反应①②不能发生(或在酸性条件下氧化性比强)
【分析】本实验的设计思路围绕银镜反应的影响因素展开,通过控制变量法探究不同条件对反应的影响,具体如下:
1. 基础反应验证:先明确银氨溶液的制备原理(硝酸银与氨水反应生成银氨络离子),为后续实验奠定基础。
2. 变量控制探究:
①温度影响:设置不同温度的实验,其他条件相同,对比银镜生成情况,探究温度对反应的影响。
②氨水浓度影响:在相同温度下,通过实验i(稀氨水)和ii(浓氨水),对比银镜是否生成,分析氨水浓度对银氨络离子中Ag+浓度及反应的影响。
③离子形态与酸性条件影响:通过实验i(银氨络离子,碱性)和iv(Ag+,酸性),对比银镜生成情况,探究不同银离子形态的氧化性及酸性环境对反应的影响。
3. 原理分析与结论:结合实验现象,从平衡移动、氧化性强弱、反应条件限制等角度分析原因,总结银镜反应顺利进行的关键因素(如适宜温度、Ag+的有效浓度、碱性环境等)。
【详解】(1)①配制一定质量分数的溶液,步骤有计算、称量、溶解。称量需要托盘天平,溶解需要烧杯和玻璃棒。而容量瓶是用于配制一定物质的量浓度溶液的仪器,在配制质量分数溶液时不需要。
②硝酸银溶液中滴加氨水,首先生成氢氧化银沉淀:Ag++NH3·H2O = AgOH + ;继续滴加氨水,氢氧化银沉淀溶解,生成银氨络离子:AgOH + 2 NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++OH-+ 2H2O。将两个反应相加,得到总反应的离子方程式。
(2)①实验i的pH=10,实验iii的pH=8,除温度外其他条件相同,实验iii产生银镜,实验i温度低,实验i也产生银镜,说明在一定条件下,提高溶液的碱性有利于银镜反应发生。
②银镜反应的本质是Ag+氧化乙醛,实验ii中加入浓氨水,根据[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3,氨水浓度增大,平衡逆向移动,Ag+浓度降低,导致氧化乙醛的能力减弱,所以无银镜产生。
③实验i中[Ag(NH3)2]+氧化乙醛产生银镜,实验iv中Ag+在酸性条件下未氧化乙醛(无银镜),说明Ag+的氧化性比[Ag(NH3)2]+强,即[Ag(NH3)2]+< Ag+。
(3)根据题给机理,在第②步反应中,RCOO-中碳元素的化合价升高,被氧化,所以RCOO-是还原剂。实验iv中pH<7,反应①醛基与OH-的反应难以进行,导致后续反应无法发生,所以实验iv不成功。
18. Ⅰ.某学习小组探究NaOH用量对乙醛与新制氢氧化铜实验的影响,进行如下实验:
实验序号
乙醛溶液/mL
10%NaOH溶液/mL
2%CuSO4溶液/mL
蒸馏水
现象
1
0.5
2
0
0.4
无色溶液逐渐变为亮黄色浊液,最后变为橙红色浊液
2
0.5
0
2
0.4
加热过程中溶液蓝色加深,无沉淀产生
3
2
0
生成蓝色沉淀,加热后变为黑色浊液
4
0.5
2
0.4
0
先生成蓝色悬浊液,加热后,最后变为橙红色浊液,试管底部出现砖红色沉淀
(1)___________,___________。
(2)写出实验3中生成蓝色沉淀的化学方程式为___________。
(3)实验3和实验4对比,可得出结论:新制氢氧化铜氧化乙醛,需___________。
【查阅资料】
a.乙醛在碱性溶液加热,容易生一种橙黄色甚至红褐色的多烯醛聚合物,难溶于水易溶于酒精;
b.能溶于浓氨水形成无色的,不稳定,易被氧化成蓝色的;
c.与稀盐酸反应生成白色CuCl沉淀,CuCl沉淀与浓盐酸生成无色的,而为黄色;
d.在的作用下,Cu也能缓慢溶于浓氨水生成蓝色的。
Ⅱ.继续对砖红色沉淀进行探究:
【提出猜想】砖红色沉淀中可能含有:多烯醛聚合物、
【实验验证】
(4)
实验编号
实验步骤
实验现象
5
取少量实验4所得砖红色沉淀于试管中,加入适量浓氨水,振荡,静置;
沉淀部分溶解,溶液呈浅蓝色
6
将实验5剩余沉淀洗涤干净后,滴加___________,并振荡。
沉淀完全溶解,溶液呈橙黄色
(5)甲同学根据实验5认为产物中存在,乙同学认为若产物中存在___________,也可能得到上述现象。结合已知资料,乙同学的依据是:(请完成离子方程式) ___________。
【继续验证】
(6)
实验编号
实验步骤
实验现象
7
取实验4所得砖红色沉淀,加入乙醇,充分振荡,分离,洗涤,得到样品,取少量样品于试管中,滴加稀盐酸,并振荡,再滴加足量的___________,振荡、静置。
___________
【得出结论】结合上述实验,可知砖红色沉淀的成分为:多烯醛聚合物、。
【答案】(1) 0.5 0.4
(2)
(3)强碱性环境
(4)酒精
(5)
(6) 浓盐酸 洗涤液为橙黄色,样品加入稀盐酸有白色沉淀,加入浓盐酸后溶解呈无色
【详解】(1)由实验1可知,总体积为2.9mL,探究NaOH用量对乙醛与新制氢氧化铜实验的影响,则控制唯一变量,可知,;
(2)生成蓝色沉淀为Cu(OH)2,化学方程式:;
(3)实验3和实验4对比实验3的碱浓度小于实验4,不产生砖红色沉淀,可得出结论:新制氢氧化铜氧化乙醛,需强碱性环境;
(4)由多烯醛聚合物,难溶于水易溶于酒精,故在实验5剩余沉淀洗涤干净后,滴加酒精,并振荡,沉淀完全溶解,溶液呈橙黄色,说明含有多烯醛聚合物;
(5)因在的作用下,Cu也能缓慢溶于浓氨水生成蓝色的,实验5现象是浅蓝色,故若产物中存在Cu,也可以得到上述现象,离子方程式;
(6)由结论,砖红色沉淀的成分为:多烯醛聚合物、,则需要验证两物质存在,取实验4所得砖红色沉淀,加入乙醇,充分振荡,用乙醇洗涤可以洗去砖红色沉淀表面附着的有机物,滤液呈橙黄色,分离,洗涤,得到样品,取少量样品于试管中,滴加稀盐酸生成白色CuCl沉淀,并振荡,再滴加足量的浓盐酸生成无色的,故现象为,洗涤液为橙黄色,样品加入稀盐酸有白色沉淀,加入浓盐酸后溶解呈无色。
◆高考真题练
19.(2007·江苏卷)肉桂醛是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。
工业上可通过下列反应制备:
(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型:_______________(任填两种)
(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式:_______________;
(3)请写出同时满足括号内条件下B的所有同分异构体的结构简式____________________。
①分子中不含羰基和羟基,②是苯的对二取代物,③除苯环外,不含其他环状结构。
【答案】 加成反应、氧化反应 、还原反应、加聚反应(任选两种) 2CH3CHOCH3CH=CHCHO+H2O 、
【解析】(1)B()分子侧链上含有碳碳双键和醛基两种官能团,含碳碳双键可以发生加成反应、加聚和氧化反应,含醛基,可发生氧化、加成、还原反应等,故答案为加成反应、氧化反应 、还原反应、加聚反应(任选两种);
(2)根据题给反应类比推出两分子乙醛反应的化学方程式为2CH3CHOCH3CH=CHCHO+H2O,故答案为2CH3CHOCH3CH=CHCHO+H2O;
(3)B为,B的不饱和度为6,B的同分异构体满足①分子中不含羰基和羟基;②是苯的对二取代物;③除苯环外,不含其他环状结构,则符合条件的同分异构体的结构简式为、,故答案为、。
20.(2026·浙江卷)已知可发生反应:
下列说法正确的是
A.X所有原子在同一平面上
B.1 mol Y最多与发生加成反应
C.Z与酸性溶液反应生成
D.X与丙炔醛()反应生成
【答案】D
【解析】A.X分子中存在甲基,甲基中的碳原子为sp3杂化,其结构为四面体结构,因此所有原子不可能共面,A错误;B.Y分子中含有碳碳双键和醛基,碳碳双键和醛基均能与氢气发生加成反应,因此1 mol Y最多可与2 mol H2发生加成反应,B错误;C.酸性高锰酸钾具有强氧化性,会将Z分子中的碳碳双键开环氧化,同时也会将醛基氧化为羧基,产物为,C错误;D.该反应原理为,X作为双烯体与丙炔醛反应时,存在不同的成键方式,可生成两种同分异构体,分别是、,D正确;故选D。
21.(2023·山东卷)有机物的异构化反应如图所示,下列说法错误的是
A.依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B.除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D.类比上述反应,的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
【答案】C
【解析】A.由题干图示有机物X、Y的结构简式可知,X含有碳碳双键和醚键,Y含有碳碳双键和酮羰基,红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰,故依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团,A正确;B.由题干图示有机物X的结构简式可知,X分子中存在两个碳碳双键所在的平面,单键可以任意旋转,故除氢原子外,X中其他原子可能共平面,B正确;C.由题干图示有机物Y的结构简式可知,Y的分子式为:C6H10O,则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子(即同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体有:CH3CH=CHCH(CH3)CHO、CH2=C(CH3)CH(CH3)CHO、CH2=CHCH(CH3)CH2CHO、CH2=CHCH2CH(CH3)CHO和CH2=CHCH(CH2CH3)CHO共5种(不考虑立体异构),C错误;D.由题干信息可知,类比上述反应,的异构化产物为:含有碳碳双键和醛基,故可发生银镜反应和加聚反应,D正确;故答案为:C。
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第三章 烃的衍生物
第三节 醛 酮
要点 1 醛的组成和物理性质
1.醛的概念及通式
(1)定义:由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式为,简写为—CHO
(2)通式:饱和一元醛的通式为CnH2nO或CnH2n+1CHO
2.乙醛的分子组成与结构
分子式
电子式
结构式
结构简式
比例模型
空间填充模型
官能团
C2H4O
CH3CHO或
—CHO或
3.乙醛的物理性质:乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥发,易燃烧,能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶
要点 2 乙醛的化学性质
1.加成反应
(1)催化加氢(又称为还原反应):乙醛蒸气和氢气的混合气通过热的镍催化剂,乙醛与氢气即发生催化加氢反应,得到乙醇
(还原反应)
(2)与HCN加成
①化学方程式:
②反应原理:
醛基与极性分子加成时,基团连接方法:在醛基的碳氧双键中,由于氧原子的电负性较大,碳氧双键中的电子偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,碳原子带部分正电荷(如图所示),从而使醛基具有较强的极性。醛基与极性分子加成时,极性分子中带正电荷的原子或原子团连接在醛基的氧原子上,带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上
2.氧化反应
(1)乙醛与银氨溶液的反应(银镜反应):常用来定性或定量检验醛基及醛基的个数
实验过程
在洁净加入1 mL 2% AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水,使最初产生的沉淀溶解,制得银氨溶液。再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热。观察实验现象
实验操作
实验现象
向A中滴加氨水,现象是:先产生白色沉淀后变澄清
加入乙醛,水浴中温热一段时间后,现象是:试管内壁出现一层光亮的银镜
实验结论
化合态的银被还原,乙醛被氧化,乙醛(醛基:—CHO),具有还原性,能够被弱氧化剂(银氨溶液)氧化
有关反应的化学方程式
A中:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓(白色)+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O
C中:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
(2)乙醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应 (该试剂称为“斐林试剂”)
实验过程
在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液,加入5滴 5%CuSO4溶液,得到新制Cu(OH)2,振荡后加入0.5 mL 乙醛溶液,加热。观察实验现象
实验操作
实验现象
A中溶液出现蓝色絮状沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,C中溶液有红色沉淀产生
实验结论
在加热的条件下,乙醛与新制氢氧化铜发生化学反应,乙醛—CHO),具有还原性,能够被弱氧化剂[Cu(OH)2]氧化
有关反应的化学方程式
A中:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
C中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
(3)可燃性
乙醛燃烧的化学方程式:2CH3CHO+5O24CO2+4H2O
(4)催化氧化:乙醛在一定温度和催化剂作用下,能被氧气氧化为乙酸
乙醛催化氧化的化学方程式:
(5)乙醛也能被强氧化剂(酸性高锰酸钾溶液、溴水)氧化成乙酸:CH3CHOCH3COOH
使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的有机物(注:“√”代表能褪色,“×”代表不能褪色)
官能团
试剂
碳碳双键
碳碳三键
苯的同系物
醇
酚
醛
溴水
√
√
×
×
√
√
酸性KMnO4溶液
√
√
√
√
√
√
要点 3 醛的结构与性质
1.醛的分类
2.物理性质:醛基为亲水基团,低级醛分子极性较强,有刺激性气味,常温下除甲醛外均为液体,醛的沸点比相对分子质量相当的烷烃的高,比相应的醇的低。随碳原子数目增多,熔沸点逐渐升高,水溶性逐渐降低
3.醛的化学性质 (与乙醛化学性质相似:Ni催化下加热还原成相应的醇;易氧化成对应的羧酸)
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为:
(1)醛被H2还原成醇:R—CHO+H2R—CH2OH
丙醛与H2加成
CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH
苯甲醛与H2加成
C6H5—CHO+H2C6H5—CH2OH
丙二醛与H2加成
OHCCH2CHO+2H2HOCH2CH2CH2OH
(2)醛的氧化反应
① 催化氧化:2R—CHO+O22R—COOH
丙醛与O2反应
2CH3CH2CHO+O22CH3CH2COOH
苯甲醛与O2反应
2C6H5—CHO+O22C6H5—COOH
丙二醛与O2反应
OHCCH2CHO+O2HOOCCH2COOH
② 被银氨溶液氧化:R—CHO+2Ag(NH3)2OHR—COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
丙醛与银氨溶液反应
CH3CH2CHO+2Ag(NH3)2OHCH3CH2COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
苯甲醛与银氨溶液反应
C6H5—CHO+2Ag(NH3)2OHC6H5—COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
丙二醛与银氨溶液反应
OHCCH2CHO+4Ag(NH3)2OHNH4OOCCH2COONH4+4Ag↓+6NH3+2H2O
③被新制氢氧化铜氧化:R—CHO+2Cu(OH)2+NaOHR—COONa+Cu2O↓+3H2O
丙醛与新制氢氧化铜反应
CH3CH2CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3CH2COONa+Cu2O↓+3H2O
苯甲醛与新制氢氧化铜反应
C6H5—CHO+2Cu(OH)2+NaOHC6H5—COONa+Cu2O↓+3H2O
丙二醛与新制氢氧化铜反应
OHCCH2CHO+4Cu(OH)2+2NaOHNaOOCCH2COONa+2Cu2O↓+6H2O
要点 4 常见的醛和醛的命名
1.常见的醛
(1)甲醛
①甲醛的的分子组成和结构
分子式
结构式
结构简式
结构特征
空间构型
CH2O
HCHO
相当于含有两个醛基
平面三角形
②物理性质:又名蚁醛,通常状况下是一种无色有强烈刺激性气味的气体,易溶于水。它的水溶液又称福尔马林,具有杀菌、防腐性能,可用于消毒和制作生物标本
④化学性质:具有醛类通性
a.能与H2发生加成反应:HCHO+H2 CH3OH
b.具有还原性:甲醛是醛类中不含烃基的醛,其结构相当于含有两个醛基,故1 mol CH2O与足量的银氨溶液反应,可以生成4 mol Ag
发生银镜反应化学方程式:HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2 H2O
与新制Cu(OH)2悬浊液反应化学方程式:HCHO+4Cu(OH)2+2NaOHNa2CO3+2Cu2O↓+6H2O
⑤用途
a.重要的有机原料,应用于塑料工业(如制酚醛树脂),合成纤维工业、制氯霉素、香料、染料的原料
b.甲醛的水溶液具有杀菌和防腐能力,稀释的福尔马林用来浸制生物标本
(2)苯甲醛
苯甲醛是最简单的芳香醛,俗称苦杏仁油,是一种有苦杏仁气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料
2.醛的命名
(1)选主链,称某醛:选择含有醛基在内的最长碳链作为主链,根据主链的碳的数目命名为“某醛”
(2)编号位,定支链:主链编号时要从醛基上的碳原子开始
(3)标位置,写名称:取代基位次——取代基名称——某醛。名称中不必对醛基定位,因醛基必然在其主链的边端
命名为:3—甲基丁醛
要点 5 酮的结构与性质
1.酮的概念和结构特点
(1)定义:羰基与两个烃基相连成的化合物。酮类官能团的结构简式为
(2)表示方法:(R、R1必须为烃基);饱和一元酮的通式为CnH2nO(n≥3)
2.丙酮
(1)丙酮是最简单的酮类化合物,结构简式为:
(2)丙酮的物理性质:丙酮()是无色透明的液体,沸点56.2 ℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶。能溶解多种有机化合物,是一种重要的有机溶剂和化工原料,还用于生产有机玻璃、农药和涂料等。
(3)丙酮的化学性质:
①加成反应:在催化剂存在的条件下,丙酮可与H2发生加成反应。
+H2CH3CH(OH)CH3;
+HCN
②氧化反应:丙酮能燃烧,被氧气氧化,但不能被银氨溶液、新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。
(4)用途:重要的有机溶剂、化工原料。
命题点 1 醛的结构与物理性质
典例1(25-26高二下·全国·课前预习)下列有关说法正确的是
A.醛一定含醛基,含有醛基的物质一定是醛 B.丙醛只有丙酮一种同分异构体
C.醛类物质在常温常压下都为液体或固体 D.醛类物质在一定条件下可与发生还原反应
变式1(24-25高一下·广西贺州·期末)甲醛的水溶液常用于种子的杀菌消毒和标本的防腐。下列说法正确的是
A.常温下,甲醛为液体 B.甲醛溶液可用于浸泡食品
变式2(24-25高二下·北京石景山·期末)下列化学用语或图示不正确的是
A.甲醛分子的空间结构模型: B.乙烯的官能团:
C.HClO的结构式: D. 键电子云轮廓图:
命题点 2 乙醛的化学性质
典例1(24-25高二下·辽宁丹东·期末)乙醛与氢氰酸(HCN)能发生加成反应,生成2-羟基丙腈,历程如下:
下列说法正确的是
A.丙酮不能与HCN发生符合上述机理的加成反应
B.因氧的电负性较大,醛基中的碳原子带部分正电荷,与作用
C.比更易与HCN发生加成反应
D.2-羟基丙腈可被氧化为
变式1(24-25高二下·吉林·期末)桂皮中的肉桂醛()是一种食用香料,一种合成路线如下:
下列说法错误的是
A.实验室制取时可选用硫酸铜溶液除去具有臭味的气体杂质
B.M发生银镜反应的化学方程式:
C.肉桂醛中存在1个手性碳原子
D.肉桂醛分子中含有碳碳双键,存在顺反异构体
变式2(23-24高二下·浙江丽水·期末)乙醛发生反应的原因和下列描述无关的是
A.氧原子电负性强 B.乙醛能发生加成反应
C.a-C上的H受羰基吸电子影响变得活泼 D.碳氧双键中碳原子带部分正电荷
命题点 3 醛的化学性质
典例1(25-26高二下·全国·课前预习) 丙烯醛的结构简式为。下列关于它的性质的叙述中错误的是
A.能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.在一定条件下与充分反应,生成1-丙醇
C.能发生银镜反应,且反应过程中表现出氧化性
D.在一定条件下能被空气中的氧气氧化
变式1(24-25高二下·广东·期中) 甲醛()和乙醛()均属于醛类,在稀溶液中可发生如下反应(代表烷烃基或氢原子)。下列相关说法不正确的是
A.甲醛自身可发生图示反应 B.上述过程涉及加成反应
C.物质M一定条件下可生成聚合物 D.乙醛中加入稀溶液可得到
变式2 (24-25高二下·河北沧州·期末)柠檬醛(结构简式如图所示)是一种具有柠檬香味的有机化合物,广泛存在于香精油中,是食品工业中重要的调味品,且可用于合成维生素A.
下列关于柠檬醛的说法错误的是
A.可使用溴的四氯化碳溶液检验该物质中的碳碳双键 B.不存在顺反异构现象
C.能与新制的悬浊液反应 D.能使酸性溶液褪色
命题点 4 醛的相关计算
典例1(23-24高二上·四川成都·期末)仿瓷餐具质轻美观,不易破碎,其主要成分蜜胺树脂是由三聚氰胺与甲醛在一定条件下缩聚得到的网状结构的聚合物,单体合成原理如下:
已知:三聚氰胺具有与苯环相似的结构。
下列说法正确的是
A.三聚氰胺属于芳香族化合物
B.甲醛分子的空间结构呈三角锥形
C.1mol甲醛发生银镜反应最多生成2molAg
D.三聚氰胺的沸点低于蜜胺树脂单体的沸点
变式1(25-26高二下·全国·课前预习)某混合物里有一种饱和一元醇和一种饱和一元醛共6 g,其和足量银氨溶液反应后,还原出32.4 g银,下列说法正确的是
A.混合物中的醛一定不含甲醛 B.混合物中的醇只能是乙醇
C.混合物中醇与醛的质量之比为5:3 D.混合物中醇与醛的质量之比为1:3
变式2 (2024·湖南衡阳·模拟预测)一种新型可降解单体的合成方式如下:
下列说法正确的是
A.1mol B最多可以与3mol H2反应
B.C可与FeCl3溶液发生显色反应
C.B中含有两种官能团
D.1mol C生成的同时产生1mol H2O
命题点 5 醛基的检验
典例1(25-26高二下·浙江台州·期中)根据实验操作及现象,下列结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
乙炔被高锰酸钾氧化,发生了氧化反应
B
在试管中加入2 mL10%溶液,滴加5滴5%溶液,振荡后加入0.5 mL乙醛溶液,加热,出现砖红色沉淀
乙醛分子中含有醛基,具有还原性
C
将等体积苯和己烯分别加入两份等体积等浓度的溴水中,振荡后均出现分层,且橙红色均在上层
苯与己烯均不溶于水,且密度均小于水
D
将卤代烃与NaOH水溶液共热后,滴加溶液,产生浅黄色沉淀
该卤代烃中含有溴原子
A.A B.B C.C D.D
变式1(2026·陕西西安·模拟预测)下列实验仪器的选择或操作均正确的是
A.验证金属锌保护铁 B.制备
C.制备晶体 D.配制检验醛基的悬浊液
变式2(24-25高二下·山东滨州·期末)下列实验操作或装置能达到目的的是
A.制备用于检验醛基的悬浊液
B.除去甲烷中的乙烯
C.制备溴苯并验证有产生
D.制备乙炔并验证其性质
A.A B.B C.C D.D
命题点 6 酮类的结构与性质
典例1(2025·江苏南京·模拟预测)在微波作用下物质Z可通过下列反应合成。下列说法正确的是
A.X分子中σ键、π键的数目比9:1
B.1 mol Y最多能与6 molH2发生加成反应
C.Z分子中所有C原子可能共平面
D.Z分子中羟基在Cu催化下能被O2氧化为酮羰基
变式1(2026·浙江宁波·二模)有机物M在碱性条件下可发生的反应如图所示。下列说法不正确的是
A.M分子中所有碳原子不可能共面
B.N可与形成分子间氢键
C.1 mol M最多与2 mol 发生加成反应
D.可用红外光谱法区分M与N
变式2(25-26高二下·全国·课后作业)有机物R和Q的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A.R不能发生加成反应
B.R不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.R与Q互为同分异构体
D.R和Q均不能发生氧化反应
点拨 1 醛的定义易错点
1. 醛基()可简写为—CHO,但不能写成—COH。
2. 醛中一定含有醛基,但含有的物质不一定是醛,如(甲酸)、(甲酸甲酯)分别属于羧酸和酯。
点拨 2 银镜反应的注意点
1. 试管要洁净,否则单质银不易附着在试管内壁上,会生成黑色的银沉淀而得不到光亮的银镜。洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗,再用水洗;
2. 银氨溶液必须现用现配,不可久置,否则会生成易爆物质;
3. 配制银氨溶液时,氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液,且须将氨水逐滴加入硝酸银溶液中(顺序不能颠倒),直到最初生成的沉淀恰好溶解为止,氨水不能过量,否则也会生成易爆物质;
4. 银镜反应的条件是水浴加热,不能直接加热,加热时不可振荡或摇动试管,以防生成黑色的银而不能在试管内壁形成光亮的银镜;
5. 实验结束后,试管内壁附着的银镜,可用稀硝酸浸泡,待银溶解后再用蒸馏水洗涤干净。
6. 水浴加热的优点:一是受热均匀,二是温度较恒定,三是受热液体能处于不翻滚状态(这是银镜反应所必需的)。如果加热的温度高于100℃,可以用油浴加热、沙浴加热,如生活中在铁锅中炒花生常用的就是沙浴加热。
7. 银镜反应不用AgNO3,而用[Ag(NH3)2]OH作氧化剂的原因一个原因是在碱性条件下醛的还原性增强,使反应更易进行[用Cu(OH)2与醛反应而不用CuSO4与醛直接反应,也是这个道理];另一个原因是将AgNO3制成[Ag(NH3)2]OH后,银主要以配离子[Ag(NH3)2]+的形式存在,自由移动的Ag+浓度减小,使单质Ag+不至于快速沉积,这样生成的银镜才能均匀、致密。
点拨 3 醛与新制氢氧化铜反应注意点
1. Cu(OH)2必须是新制的。
2. 制取Cu(OH)2时,NaOH溶液一定要过量,保证所得溶液呈碱性。
3. 反应必须加热,但加热时间不宜过长,避免Cu(OH)2分解。
4. 醛基的检验:能与银氨溶液发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀的物质含有醛基(—CHO),但不一定属于醛,如甲酸、甲酸甲酯等物质。
点拨 4 有机氧化还原反应判断方法
1. 氧化反应:有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应,即加氧去氢
2. 还原反应:有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应,即加氢去氧,所有有机物与H2的加成反应也是还原反应
点拨 5 醛与酮的区别与联系
醛
酮
官能团
醛基:
酮羰基:
官能团位置
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
结构通式
(R为烃基或氢原子)
(R、R′均为烃基)
联系
碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体
点拨 6 酮的氧化反应注意点
酮一般不易被氧化,但遇到强氧化剂(如酸性KMnO4溶液、硝酸等)时,则可被氧化,碳链发生断裂。断裂的位置在羰基与α-C之间,由于羰基两端的化学键都有可能断裂,因此产物往往是多种羧酸的混合物。如:
◆能力强化练
1.研究人员利用分子筛封装金催化剂来制备丙,原理如图。下列叙述错误的是
A.丙中碳原子有2种杂化方式 B.甲能发生加成反应和氧化反应
C.用银氨溶液可以区分甲、丙 D.乙中氢键强度大于范德华力
2.有机物M在碱性条件下可发生的反应如图所示。下列说法不正确的是
A.M分子中所有碳原子不可能共平面 B.M分子自身可以发生羟醛缩合反应
C.N能与形成分子间氢键 D.1 mol N最多与发生加成反应
3.海南暗罗是一种药用植物,具有抗菌、抗肿瘤活性。从中提取的一种生物活性物质结构简式如图所示。下列关于该分子说法不正确的是
A.分子式为C20H28O4
B.含有4个手性碳原子
C.分子内所有原子可能在同一平面上
4.物质的微观结构决定其宏观性质,丙酮()是一种常见的有机溶剂。下列说法不正确的是
A.丙酮的电子式为
B.丙酮分子中所有原子均在同一平面
C.核磁共振氢谱只有1组峰
D.丙酮可以和HCN发生加成反应
5.下列各组物质或元素的鉴定方法中,错误的是
A.乙醛和环己烯():酸性高锰酸钾溶液
B.某未知物质中所含元素:原子光谱分析
C.金刚石和玻璃:X射线衍射实验
D.苯和苯酚:溶液
6.安息香有开窍祛痰、行气活血、止痛作用,用安息香还可以制备二苯乙二酮,反应如下:
下列有关说法正确的是
A.安息香的分子式为C14H11O2
B.1mol安息香最多与6molH2发生加成反应
C.二苯乙二酮的一氯代物有6种不同结构
D.可以利用金属钠区分安息香及二苯乙二酮
7.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向肉桂醛()中加溴水,振荡,溴水褪色
碳碳双键能被溴水氧化
B
检验甲酸中混有乙醛,取少量试剂,加入氢氧化钠溶液中和甲酸后,加入银氨溶液,加热,有银镜生成
不能说明混有乙醛
C
向溶液中加入乙醇并用玻璃棒摩擦试管内壁,出现深蓝色晶体
增大溶剂极性可以降低的溶解度
D
向苯酚溶液中滴加少量浓溴水,振荡,无白色沉淀
苯酚与浓溴水不反应
A.A B.B C.C D.D
8.二苯乙二酮(,黄色针状晶体,易溶于乙醇和乙醚,不溶于水)常用作紫外线固化树脂的光感剂、印刷油墨组分等。实验室可由苯甲醛(,微溶于水)为原料,先制备二苯羟乙酮(,也称为安息香,白色晶体,不溶于冷水,微溶于热水和乙醚,溶于热的乙醇),再经硝酸氧化制备。回答下列问题:
Ⅰ.二苯羟乙酮(安息香)的制备,实验步骤如下:
步骤1:向如图装置(加热与夹持装置已省略)的100 mL三颈烧瓶中加入1.7 gVB1(催化剂)和3.5 mL水,使其溶解。量取10 mL苯甲醛(密度为1.04 g·mL-1,熔点:-26℃),15 mL95%乙醇(溶剂)加入。边搅拌(磁力搅拌)边滴加3.5 mL3.0 mol·L-1NaOH水溶液,调节溶液pH=9~10;
步骤2:在60~70℃反应回流1.5 h,反应完成后,冷却,有白色晶体析出;
步骤3:抽滤,滤渣用50 mL冷水洗涤后再抽滤,所得粗产品再经重结晶,得到6.0 g二苯羟乙酮纯品。
(1)仪器X的名称为_____,自来水应从_____(填“a”或“b”)通入。
(2)反应时,适宜的加热方式为_____。
(3)抽滤装置如图所示,相对于普通过滤,抽滤的优点是_____(任答一条即可)。
(4)生成二苯羟乙酮的化学方程式为_____,二苯羟乙酮的产率为_____(结果保留三位有效数字)。
(5)久置的苯甲醛中含有苯甲酸,除去苯甲酸的方法是:向苯甲醛中加入5%碳酸氢钠溶液,然后用_____(填仪器名称)分离,弃去上层溶液,可得到苯甲醛。
Ⅱ.二苯乙二酮的制备,实验操作流程如下:
(6)回流时产生的气体是_____(填化学式)。
(7)二苯羟乙酮与二苯乙二酮的红外光谱如图所示,导致两图谱明显差异的最主要因素是_____。
9.某兴趣小组通过查阅资料发现如下信息:
ⅰ.乙醛在碱性条件下能发生缩合反应生成有色物质;
ⅱ.溶液的酸碱性可能会影响物质的氧化性或还原性。
在此基础上,他们对醛类物质与新制氢氧化铜的反应展开如下探究:
序号
实验操作
现象
①
取4mL 10% NaOH溶液,加入0.5mL水,振荡后加入40%乙醛溶液0.5mL,加热煮沸
无色溶液逐渐变黄,并变浑浊,加热后得到黄色浊液
②
取4mL 10% NaOH溶液,加入0.5mL 2% 溶液,振荡后加入40%乙醛溶液0.5mL,加热煮沸
加热过程中蓝色浊液依次变为黄色、橙色,最终得到砖红色浊液
③
取4mL水,加入0.5mL 2% 溶液,振荡后加入40%乙醛溶液0.5mL,加热煮沸
蓝色溶液无明显变化
(1)乙醛与新制氢氧化铜反应的化学方程式为_______。
(2)设计实验①的目的是_______。
(3)甲同学取实验②中少量砖红色浊液,加入适量稀硝酸,振荡后浊液变清,得到蓝色溶液。基于上述现象,甲同学认为“浊液中含有少量单质Cu”。乙同学认为该观点不正确,理由是_______。
(4)与②相比,③中蓝色溶液无变化的可能原因是_______。
(5)丙同学分别将苯甲醛()、苯乙醛()与新制氢氧化铜混合加热,只有后者能产生砖红色沉淀。从基团之间相互影响的角度分析苯甲醛不与新制氢氧化铜反应的可能原因_______。
◆综合拔高练
10.我国科学家最近在光-酶催化合成中获得重大突破,光-酶协同可实现基于三组分反应的有机合成,其中的一个反应如下(反应条件略;代表苯基)。
下列说法不正确的是
A.在、和反应生成的过程中,有键、键断裂与键形成
B.在反应过程中还会生成无机产物
C.主产物及副产物都是由三种反应物按分子数反应生成
D.副产物分子可以形成分子间氢键,也可以形成分子内氢键
11.化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,合成路线如下:下列说法正确的是
A.Y中的官能团分别是酯基、羰基、碳溴键;Y晶体为分子晶体
B.X、Y、Z可用饱和碳酸氢钠溶液和银氨溶液进行鉴别
C.1 mol Z最多能与3 mol氢气发生加成反应,且产物中含有3个手性碳原子
D.Z在一定条件下能发生加成反应、取代反应等,不能发生还原反应
12.用如图所示装置探究乙醇转化为乙醛的反应。下列说法中正确的是
A.乙醇能与水互溶,乙醛不能与水互溶
B.Ⅲ中铜丝能降低反应的活化能和焓变
C.IV中溶液褪色,说明乙醛发生了氧化反应
D.乙醇转变为乙醛时,所有碳原子杂化方式都改变
13.已知醛或酮可与格氏试剂(R'MgX)发生加成反应,所得产物经水解可得醇:
若用此种方法制取,可选用的醛或酮与格氏试剂是
A.与 B.与
C.与 D.与
14.分子式为的有机物中,能发生银镜反应的有
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
15.抗病毒药物普拉那的部分合成路线如下,下列说法错误的是
A.X的所有原子可能共面
B.受羰基吸电子作用的影响,X→Y为加成反应且有副产物生成
C.Z与足量H2反应后的产物中含有1个手性碳原子
D.X、Y、Z可用银氨溶液和酸性KMnO4溶液进行鉴别
16.小组对乙醛与新制的反应进行实验探究。
已知:①乙醛在碱性条件下发生反应:
可与进一步反应生成橙红色不溶于水、易溶于乙醇的油状物质。
②无色,黄色。
编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
实验
实验现象
加热后无色溶液变为橙红色乳浊液
加热后蓝色浊液变为棕黑色浊液
加热后蓝色浊液变为橙红色浊液
取实验Ⅲ中的橙红色浊液,进行实验Ⅳ.
下列说法不正确的是
A.实验Ⅲ中橙红色浊液中可能含有
B.实验Ⅳ中紫色溶液褪色能证明实验Ⅲ的产物中有
C.实验Ⅳ中发生了反应:
D.溶液的碱性强弱影响与新制的反应
17.某实验小组探究乙醛与银氨溶液反应产生银镜的条件。
(1)配制银氨溶液:在洁净的试管中加入2mL2%溶液,边振荡边滴加2%氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止,得到银氨溶液。
①在实验室中配制质量分数为2%的溶液,下列仪器不需要用到的是_____(填字母选项)。
A. B. C.D.
②配制银氨溶液的总反应的离子方程式为_____。
(2)探究银镜反应的合适条件:分别取相同体积的试剂a、乙醛溶液,按下表配制系列溶液完成实验,记录相同时间的现象(忽略因加入试剂b所导致的溶液体积差异)。
已知:
实验
试剂a
试剂b
pH
T/℃
现象
ⅰ
银氨溶液
NaOH
10
25
产生银镜
ⅱ
银氨溶液
浓氨水
10
60
无银镜
ⅲ
银氨溶液
/
8
60
产生银镜
ⅳ
溶液
/
<7
60
无银镜
①对比实验ⅰ和ⅲ,说明一定条件下,_____有利于银镜反应发生。
②分析实验ⅱ无银镜产生的原因_____。
③对比实验ⅰ和ⅱ,判断氧化性:_____(填“>”“<”或“=”)。
(3)小组同学进一步探究实验ⅳ不成功的原因。
查阅资料:醛基发生银镜反应可能的机理如图
第②步反应的还原剂为_____,解释实验ⅳ不成功可能的原因_____(写出一条即可)。
18. Ⅰ.某学习小组探究NaOH用量对乙醛与新制氢氧化铜实验的影响,进行如下实验:
实验序号
乙醛溶液/mL
10%NaOH溶液/mL
2%CuSO4溶液/mL
蒸馏水
现象
1
0.5
2
0
0.4
无色溶液逐渐变为亮黄色浊液,最后变为橙红色浊液
2
0.5
0
2
0.4
加热过程中溶液蓝色加深,无沉淀产生
3
2
0
生成蓝色沉淀,加热后变为黑色浊液
4
0.5
2
0.4
0
先生成蓝色悬浊液,加热后,最后变为橙红色浊液,试管底部出现砖红色沉淀
(1)___________,___________。
(2)写出实验3中生成蓝色沉淀的化学方程式为___________。
(3)实验3和实验4对比,可得出结论:新制氢氧化铜氧化乙醛,需___________。
【查阅资料】
a.乙醛在碱性溶液加热,容易生一种橙黄色甚至红褐色的多烯醛聚合物,难溶于水易溶于酒精;
b.能溶于浓氨水形成无色的,不稳定,易被氧化成蓝色的;
c.与稀盐酸反应生成白色CuCl沉淀,CuCl沉淀与浓盐酸生成无色的,而为黄色;
d.在的作用下,Cu也能缓慢溶于浓氨水生成蓝色的。
Ⅱ.继续对砖红色沉淀进行探究:
【提出猜想】砖红色沉淀中可能含有:多烯醛聚合物、
【实验验证】
(4)
实验编号
实验步骤
实验现象
5
取少量实验4所得砖红色沉淀于试管中,加入适量浓氨水,振荡,静置;
沉淀部分溶解,溶液呈浅蓝色
6
将实验5剩余沉淀洗涤干净后,滴加___________,并振荡。
沉淀完全溶解,溶液呈橙黄色
(5)甲同学根据实验5认为产物中存在,乙同学认为若产物中存在___________,也可能得到上述现象。结合已知资料,乙同学的依据是:(请完成离子方程式) ___________。
【继续验证】
(6)
实验编号
实验步骤
实验现象
7
取实验4所得砖红色沉淀,加入乙醇,充分振荡,分离,洗涤,得到样品,取少量样品于试管中,滴加稀盐酸,并振荡,再滴加足量的___________,振荡、静置。
___________
【得出结论】结合上述实验,可知砖红色沉淀的成分为:多烯醛聚合物、。
◆高考真题练
19.(2007·江苏卷)肉桂醛是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。
工业上可通过下列反应制备:
(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型:_______________(任填两种)
(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式:_______________;
(3)请写出同时满足括号内条件下B的所有同分异构体的结构简式____________________。
①分子中不含羰基和羟基,②是苯的对二取代物,③除苯环外,不含其他环状结构。
20.(2026·浙江卷)已知可发生反应:
下列说法正确的是
A.X所有原子在同一平面上
B.1 mol Y最多与发生加成反应
C.Z与酸性溶液反应生成
21.(2023·山东卷)有机物的异构化反应如图所示,下列说法错误的是
A.依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B.除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D.类比上述反应,的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
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